SPC管制图与制程能力分析训练

SPC–管制圖與製程能力分析訓練2005.5.10大綱制程品质衡量方式的演进SPC基礎知識SPC使用之統計技術SPC導入流程及管制圖應用管制圖的判定方法製程能力分析SPC之應用與所能解決之問題制程品质衡量方式的演进制程品质衡量方式的演进常态分布1850高斯管制图(%)1924W.AShewhart美国1960日本Ca／Cp／Cpk(ppm)6σ1980Motorola1992TI1994AlliedSignal95GE98SongSPC基礎知識SPC基礎知識SPC----StatisticProcessControl統計過程控制:使用控制圖等統計技術來分析過程或其輸出,以便採取必要的措施獲得且維持統計控制狀態,並提高過程能力過程:運用資源與管理，把輸入轉化為輸出的活動就叫做過程SPC基礎知識分布:由於存在變差，過程輸出的單個值是不可預測的，但一組單值就可以形成一種圖形，並可以用位置、分布寬度和形狀來描述。分布位置分布寬度分布形狀SPC基礎知識正态分布圖在中心線(平均值)兩側呈對稱分布SPC基礎知識變差:過程單個輸出之間的差別.造成過程變異的原因可分為:普通原因&特殊原因SPC基礎知識普通原因:制程中变异因素是在统计的管制状态下，某些不可避免的原因。制程中只有普通原因的变异SPC基礎知識特殊原因:制程中不常發生，但一旦出現造成分布改變的原因。此原因所造成的分布隨時間推移，是不可重復、不可預測的制程中只有特殊原因的变异SPC基礎知識特殊原因与普通原因之对策:•通常会牵涉到消除产生变异的特殊原因•可以由制程人员直接加以改善•大约能够解决15%之制程上之问题特殊原因之对策（局部面）普通原因之对策（系统面）•通常必须改善造成变异的共同问题•经常需要管理阶层的努力与对策•大约85%的问题是属于此类系统SPC所使用之統計技術SPC使用之統計技術柏拉图（决定管制重点）统计检定管制图抽样计划变异数分析／回归分析SPC使用之統計技術管制圖說明貝爾實驗室的WaterA.Shewhart博士在1924年發明的，它可以區分可控的和不可控的變差，也就是我們所說由普通原因和特殊原因產生的變差。SPC使用之統計技術管制界限構成SPC使用之統計技術管制圖分類按用處分：解析用控制圖和管制用控制圖按數據性質分：•計量值控制圖-----•計數值控制圖-----平均值與極差(X-R)圖不合格品率（P）圖常用常用SPC導入流程及管制圖應用建立可解决问题之系统确认关键制程及特性导入ＳＰＣ进行关键制程及特性之管制检讨制程能力符合规格程序持续进行制程改善计划提报及执行制程改善计划不足足够SPC導入流程及管制圖應用SPC導入流程SPC導入流程及管制圖應用管制圖應用决定管制项目决定管制标准决定抽样方法选用管制图的格式记入管制界限绘点、实施重新检讨管制图管制图判读处置措施OKOKNGSPC導入流程及管制圖應用均值和極差（X-R）圖公式:•X管制图:CL=XUCL=X＋A2RLCL=X－A2R•R管制图:CL=UCL=D4RLCL=D3RRSPC導入流程及管制圖應用实例：某工厂制造一批紫铜管，应用X-R管制图来控制其内径，尺寸单位为m/m，利用下页数据表之资料，求得其管制界限并绘图。（n=5）X－R管制图用数据表SPC導入流程及管制圖應用XX2.求-ＲX1.将每样组之与-Ｒ算出记入数据表内。X-R繪圖步驟：XX＝＝＝50.16nX25254,1＝＝＝4.8RnR251203.查系数A2，D4，D3A2＝0.58，D4＝2.11，D3＝负值（以0代表）請參考:计量值管制图常用之系数表SPC導入流程及管制圖應用XX1).管制圖X4.求管制界限X-R繪圖步驟：XXCL＝＝50.16UCL＝＋A2＝50.16+(0.58)(4.8)＝52.93RXXRLCL＝-A2＝50.16-(0.58)(4.8)＝47.39R2).R管制圖CL＝＝4.8RUCL＝D4＝(2.11)(4.8)＝10.13LCL＝D3＝(0)(4.8)＝0RSPC導入流程及管制圖應用XX5.将管制界限绘入管制图X-R繪圖步驟：6.点图7.检讨管制界限–R管制图X管制圖的判定方法SPC管制圖的判定方法XX正常点子之动态之管制图，如图一:多数的点子，集中在中心线附近，且两边对称。少数的点子，落在管制界限附近。点子之分布呈随机状态，无任何规则可寻没有点子超出管制界限外(就是有也很少)。正常点子之动态之管制图，如图一:SPC管制圖的判定方法SPC管制圖的判定方法XX不正常点子之动态之管制图，如图二:在中心线附近无点子在管制界限附近无点子有点子逸出管制界限之现象此种型态吾人称之为”混合型”，因样本中可能包括两种群体，其中一种偏大，另一种偏小，如图二此种型态吾人称之为”层别型”，因为原群体可能已经加以检剔过，如图三有点子逸出管制界限之现象。此种称之为”不稳定型”,如图四不正常点子之动态之管制图，如图二~四:SPC管制圖的判定方法SPC管制圖的判定方法XX管制圖的判讀法检定规则1：3点中有2点在A区或A区以外者(口诀:3分之2A)管制图之不正常型态之鉴别是根据或然率之理论而加以判定的，出现下述之一项者，即为不正常之型态，应调查可能原因检定规则2：5点中有4点在B区或B区以外者。(口诀：5分之４B)SPC管制圖的判定方法XX管制圖的判讀法检定规则3：有8点在中心线之两侧，但C区并无点子者（口诀：8缺C）SPC管制圖的判定方法XX管制圖的判讀法检定规则4：(1)连续五点继续上升(或下降)－注意以后动态。如图a(2)连续六点继续上升(或下降)－开始调查原因。如图b(3)连续七点继续上升(或下降)－必有原因，应立即采取措施。如图cXX製程能力分析XX製程能力分析的時機?製程能力分析XXX滿足要求受控不受控可接受1類3類不可接受2類4類控制只要過程的極差()與均值(R)兩者都處於“統計控制狀態”,則可用估計的過程標準偏差(σ)來評價過程的能力σ：過程單值分布的标准偏差製程能力分析XX製程實際控制較準確,分布範圍比較精密(集中)LSLUSLLCLUCL製程實際控制較準確,分布範圍比較散製程實際控制不夠準確,分布範圍比較精密1類2類3類4類製程實際控制不夠準確,分布範圍也不夠精密LSLUSLLCLUCLUSLLSLLCLUCLUSLLSLLCLUCL製程能力分析XX如何從圖形上來判斷製程管制的準確度(Ca),精密度(Cp)及製程能力(Cpk)?Ca反應工序製程(實際)平均值與規格中心值之間的差异USLLSL規格中心值SL製程平均值CLCa=23%製程能力分析Ca(準確度)說明製程能力分析XXCp(精密度)說明σ=1σ=0.5LSLUSLCp說明尺寸分布的范圍大小﹐並不說明尺寸分布跼中心位置的遠近.製程能力分析XXCpk(製程能力)說明Cpk反應工序滿足或超出范圍的遠近uσ=0.5σ=0.5LSLUSL製程能力分析XXσ的大小又有何作用?σσσσ1倍σ水準3倍σ水準4倍σ水準6倍σ水準σ的大小影響精密度的好壞製程能力分析XX計算(Ca,Cp,Cpk)Cpk↑（制程能力，ProcessCapabilityIndex）Cpk＝（1－│Ca│）Cp；（Su－）/3σor（－SL）/3σ(取小的)XXXXXCa↓（准确度）Ca＝－Sc/（T/2）CP↑（精密度）CP＝T/6σ（双边规格）CP＝（Su－）/3σ或（－SL）/3σ单边规格定義:T：公差Sc：规格中心製程能力分析XX製程能力分析之相關指數–Ca,Cp,Cpk例：某产品的电性规格是560±10m/m，经检验一批后計算出±3σ为561±9m/m。求：(1)Ca(2)Cp(3)CpkX製程能力分析XX製程能力等級判斷及處置建議--Ca等级Ca制程准确度Capabilityofaccuracy处置建议A│Ca│≦12.5%（1/8）作业员遵守作业标准操作，并达到规格之要求须继续维持。B12.5%＜│Ca│≦25%（1/4）有必要尽可能将其改进为Ａ级。C25%＜│Ca│≦50%（1/2）作业员可能看错规格，不按作业标准操作或检讨规格及作业标准。D50%＜│Ca│应采取紧急措施，全面检讨所有可能影响之因素，必要时停止生产。製程能力分析XX製程能力等級判斷及處置建議--Cp等级Cp制程精密度Capabilityofprecision处置建议A1.33≦Cp(T=8σ)此一制程甚为稳定，可以将规格许容差缩小或胜任更精密之工作。B1.00≦Cp＜1.33(T=6σ)有发生不良品之危险，必须加以注意，并设法维持不要使其变坏及迅速追查原因。C0.83≦Cp＜1.00(T=5σ)检讨规格及作业标准，可能本制程不能胜任如此精密之工作。DCp＜0.83应采取紧急措施，全面检讨所有可能影响之因素，必要时应停止生产。製程能力分析XX製程能力等級判斷及處置建議--Cpk等级Cpk制程能力指数ProcessCapabilityIndex处置建议A1.33≦Cpk制程能力足够B1.0≦Cpk＜1.33制程能力尚可，应再努力。CCpk＜1.0制程应加以改善。SPC之應用與所能解決之問題SPC之應用與所能解決之問題XXSPC之應用市场分析产品设计相依性规格、寿命及耐用性预测制程管制及制程能力研究制程改善安全评估／风险分析验收抽样数据分析，绩效评估及不良分析SPC之應用SPC所能解决之问题经济性：有效的抽样管制，不用全数检验，不良率，得以控制成本。使制程稳定，能掌握品质、成本与交期预警性：制程的异常趋势可实时对策，预防整批不良，以减少浪费分辨特殊原因：作为局部问题对策或管理阶层系统改进之参考善用机器设备：估计机器能力，可妥善安排适当机器生产适当零件改善的评估：制程能力可作为改善前后比较之指针